Medicina di laboratorio

Medicina di laboratorio

La medicina di laboratorio è il settore della medicina diagnostica che estende le indagini sul paziente attraverso lo studio di materiale biologico proveniente dallo stesso, trasferito nel laboratorio di analisi. Questo consente di ottenere informazioni utili a scopo diagnostico e terapeutico. Parametri fondamentali in medicina di laboratorio sono:

• Efficacia clinica dell’informazione ottenuta;
• Basso impatto economico della metodologia clinica utilizzata, di modo che questa non abbia impatto sul Sistema Sanitario Nazionale e che presenti un rapporto costo-beneficio ragionevole (i test di laboratorio impattano sul SSN solo per il 2% della spesa totale).

Più di due terzi delle decisioni mediche sono basate su risultati di laboratorio, il che conferisce un alto valore informativo. Con medicina personalizzata si intende quella branca della medicina nella quale ogni soggetto viene studiato tramite analisi di laboratorio personalizzate, e sulla base dei risultati ottenuti, sarà possibile curare in modo specifico l’individuo (es. tramite terapia genica, terapia cellulare, terapia CAR-T).

Brain to brain loop

Alla base dell’analisi di laboratorio vi è il cosiddetto brain to brain loop, ovvero il percorso di approccio alla cura che pone ogni paziente al centro del percorso diagnostico stesso:

• Il medico formula un quesito clinico (che deve essere appropriato e specifico) sulla base dei segni clinici del paziente, ipotizzando una possibile patologia che deve essere verificata dalle analisi; il quesito deve quindi essere appropriato, ovvero richiedere un test che sia correlato all’ipotesi diagnostica;
• Viene fatto un prelievo del campione biologico da analizzare al paziente (fase preanalitica);
• Il campione viene analizzato (fase analitica) e dall’analisi si ottiene un referto che deve essere comprensibile da parte del clinico che lo ha richiesto;
• Si ha quindi la refertazione (reporting), ovvero la restituzione al clinico della risposta alla domanda che aveva posto.

Appropriatezza

L’appropriatezza rappresenta uno strumento fondamentale per realizzare una medicina efficace, efficiente e “sostenibile” per il Sistema Sanitario Nazionale (SSN). Si definisce appropriata una procedura se produce maggiori benefici che danni, con margine sufficientemente ampio da giustificarne l’uso. Sono invece definite inappropriate le procedure per le quali i rischi di danno per il paziente siano chiaramente superiori ai potenziali benefici.

L’appropriatezza in medicina, quindi, si misura sul singolo paziente analizzando gli esiti clinici e, a livello del SSN, analizzandone gli effetti, anche in termini economici, sulla popolazione generale.

Appropriatezza prescrittiva

La richiesta di un esame di laboratorio è appropriata se il risultato fornisce una risposta ad un quesito clinico e consente di prendere una decisione ed intraprendere un’azione finalizzata a migliorare l’outcome del paziente. Pertanto, è appropriato qualsiasi intervento correlato al bisogno del paziente, fornito nei modi e nei tempi adeguati, con un bilancio positivo tra benefici, rischi e costi, evitando gli sprechi potenziali legati ad un sovra, o sotto, utilizzo delle indagini.

Tipi di test

Esistono due principali tipologie di test:

• Test clinico-diagnostico: risponde alle domande del clinico con risposte di valore medico-legale che possono essere inserite nella cartella clinica del paziente; è quest’ultimo il proprietario di materiale biologico e risultato, e ha il diritto di avere un referto;
• Test di ricerca: è un test di approfondimento che non è ancora stato approvato come test diagnostico (il paziente non può quindi pretendere di avere materiale biologico e referto).

PDTA

Nei PDTA o percorsi diagnostici terapeutici assistenziali, rientra tutto ciò che è necessario fare per ottenere una risposta diagnostica sicura, che permetta di approcciarsi alla cura della patologia. Essi sono obbligatori in AST, ASST e negli ospedali, e risultano di fondamentale importanza in quanto, pur essendo la sanità nazionale, essa è gestita regionalmente, mentre i PDTA stabiliscono regole uniformi per il trattamento di ogni paziente. Anche il costo di ciascuna analisi viene riportato nei nomenclatori tariffari, tabulati in cui ciascuna regione stabilisce i costi di ciascun esame.

Laboratorio di patologia clinica

Il laboratorio di patologia clinica comprende tutte le specialità cliniche ad eccezione di genetica e servizio trasfusionale, considerate specialità di medicina di laboratorio. Un laboratorio di analisi è dunque suddiviso in:

• Biochimica clinica: area della biologia di laboratorio che studia gli analiti dei fluidi corporei (sangue con siero e plasma, urina e liquor);
• Anatomia patologica: analizza con metodi macroscopici e microscopici l’intero organo o un piccolo pezzo dello stesso confrontandoli con un tessuto sano per evidenziare differenze macro e microscopiche;
• Microbiologia: si occupa dello studio di forma, struttura, fisiologia, metabolismo e genetica di microrganismi e virus;
• Ematologia: studia la fisiologia e la patologia delle cellule del sangue e degli organi dai quali originano;
• Immunologia clinica: studia le malattie del sistema immunitario (malattie autoimmuni e immunodeficienze).

La genetica e la biologia molecolare sono invece discipline che, partendo dal sequenziamento dell’esoma dell’individuo, cercano di predire eventuali predisposizioni genetiche a date malattie. La genetica rientra in tutti gli ambiti precedentemente descritti ed esistono due differenti tipologie di analisi genetiche:

• Germinale: studio del corredo cromosomico derivato dai genitori;
• Somatico: studio del corredo cromosomico di una cellula anormale, come quelle tumorali, per ricercarne differenze.

La farmacogenetica, sfruttando sempre il sequenziamento genetico, studia come le patologie, in particolare quelle tumorali, possono reagire a determinati trattamenti farmacologici.

Formulazione della richiesta di analisi

Per poter formulare una richiesta di analisi sono necessarie:

• La prescrizione (ricetta);
• Il quesito diagnostico: il medico è passibile di denuncia se ciò che immette come quesito diagnostico è falso.

LEA

I LEA, o livelli essenziali di assistenza, sono le prestazioni e i servizi che il SSN è tenuto a fornire a tutti i cittadini, gratuitamente o dietro pagamento di una quota di partecipazione (ticket). Solo ciò che rientra nei LEA rientra nella prescrizione del medico; se il paziente vuole svolgere un esame che non rientra nei LEA deve farlo a pagamento. Si cerca così di arginare la cosiddetta medicina difensiva, ovvero la prescrizione di numerosi esami ad un paziente per arginare qualsiasi errore possibile da parte del clinico prescrittore.

Esenzioni

Vi sono due differenti tipologie di esenzioni:

• Esenzioni per reddito;
• Esenzioni per patologia.

Esenzioni più generiche sono la R99 e la MO (percorso di accertamento di malattia genetica per donna in gravidanza, completamente gratuito); e le esenzioni per percorso di accertamento di malattia per bambini al di sotto dei 14 anni (completamente gratuito). I NOC (nuclei di controllo regionali) e i NOCA (nuclei di controllo aziendali) sono degli organismi di controllo sulla sanità pubblica (controllano la corrispondenza tra referti degli esami e le prescrizioni).

Affidabilità del dato

Nel brain to brain loop, in ogni punto del ciclo potrebbero esserci interferenze nell’interpretazione finale del risultato di laboratorio; per questo motivo è fondamentale che vi sia estrema precisione in tutte le fasi dell’analisi. L’analisi di laboratorio si divide in tre fasi:

• Fase preanalitica: fase in cui il paziente viene preparato, prelevato e identificato;
• Fase analitica: fase in cui si svolgono le analisi tramite l’ausilio strumentale;
• Fase post-analitica: fase in cui il risultato arriva al dirigente di laboratorio che si occupa di preparare il referto in modo che possa essere interpretato dal clinico.

In ciascuna fase si può incorrere in errori. In particolare, per stabilire se un prelievo è stato effettuato correttamente, oppure è stato fatto nel momento sbagliato, è possibile sfruttare sempre lo studio delle popolazioni. Attraverso questi studi, essendo stati identificati elementi ricorrenti, è anche possibile comprendere se il test rientra nei parametri di validità.

Criteri di ripartizione

I criteri di ripartizione sono le variabili secondo le quali è possibile interpretare dei dati laboratoriale in modo differente. I criteri possono essere:

• Caratteristiche naturali: caratteristiche costitutive dei soggetti come ad esempio sesso, età, gruppo sanguigno, gruppo etnico, aplotipi genetici ed elementi fisiologici che variano a seconda del momento della giornata o del periodo;
• Caratteristiche deterministiche: caratteristiche che dipendono dalle condizioni in cui si trova un paziente (variano al variare di ciò che accade al soggetto).

I criteri di ripartizioni sono fondamentali dal momento che le analisi vengono svolte per confronto: è importante che si abbiano le medesime condizioni per avere confronti più veritieri possibili. È importante conoscere come si modificano determinati analiti in base a sesso ed età in quanto possono dare indicazione riguardo problematiche e alterazioni dello stato fisiologico del paziente.

Esempio: fosfatasi alcalina

La fosfatasi alcalina è un enzima coinvolto nel metabolismo dell’osso: livelli più alti nell’uomo rispetto che nella donna, soprattutto tra i 15-16 anni di età (adolescenza). Il criterio di ripartizione è importante in questo caso perché se vi fossero livelli di fosfatasi alcalina comparabili in una donna adulta e in un ragazzo adolescente, probabilmente vi sarebbe qualcosa di anomalo nella donna.

Esempio: creatinchinasi

La creatinchinasi è un enzima coinvolto nel metabolismo delle fibre muscolari: livelli più alti nell’uomo soprattutto giovane rispetto che nella donna. Nuovamente, se vi fossero livelli di creatinchinasi comparabili in una donna adulta e in un ragazzo adolescente, vi sarebbe qualcosa di anomalo nella donna.

Come evitare errori nell’interpretazione dei dati ottenuti

Per evitare di interpretare in modo scorretto il risultato ottenuto tramite analisi di un campione biologico a livello laboratoriale:

• Scegliere la corretta matrice biologica su cui effettuare i saggi;
• Scegliere il corretto tipo di contenitore (ed eventuali sostanze già all’interno di questo) in grado di mettere in evidenza gli analiti di interesse.

Va inoltre ricordato che non è solo possibile effettuare analisi sul campione biologico per intero (liquido), ma anche sulle cellule presenti al suo interno. La tecnica che consente di ottenere la separazione delle cellule prende il nome di separazione su gradiente di Ficoll: dà come risultato diversi strati di cellule, diversificate in base a forma e dimensione.

Esempio: prelievo di sangue

• Separazione di Ficoll: sul fondo si depositano i globuli rossi e i polimorfonucleati, nella parte centrale si trovano i linfociti, in superficie le piastrine (dimensioni ridotte per cui non vengono centrifugate).
• Campione emolizzato: presenta i globuli rossi emolizzati (rossi), pertanto non permette di effettuare analisi dell'emoglobina libera, conteggio dei globuli rossi, e presenta colore rosso che interferisce con l’interpretazione di eventuali altri colori che si potrebbero evidenziare.
• Campione lipemico: campione estratto da un individuo che ha appena mangiato cibi contenenti grassi, pertanto siero e plasma risulteranno di consistenza simile al burro, difficilmente analizzabili.
• Campione itterico: campione contenente bilirubina che conferisce colorazione gialla/verde (difficile interpretazione).

Biomarcatori

Un biomarcatore è un analita che può essere determinato direttamente all’interno del campione, e che può dare un’indicazione sullo stato del processo biologico. Rispetto al processo biologico l’analita può risultare normale, patologico oppure può dare una risposta di positività/negatività rispetto ad un trattamento farmacologico.

Un biomarcatore, per essere tale, deve presentare le seguenti caratteristiche:

• Non deve essere presente nei soggetti sani e quindi essere correlato ad una situazione patologica;
• Deve dare informazioni su quanto normale o anormale sia un processo;
• Deve essere prodotto e chiaramente evidenziabile (presente in elevate concentrazioni) all’interno dell’organo bersaglio;
• Deve essere assente o comunque espresso a livelli molto bassi negli altri distretti;
• Deve essere rilasciato immediatamente in seguito all’insorgenza di una problematica a livello dell’organo bersaglio;
• Deve essere persistente (deve resistere nel tempo della finestra diagnostica);
• Deve essere facilmente, rapidamente ed economicamente misurabile.

Interpretazione dei dati

Un dato biologico di laboratorio viene generalmente analizzato per confronto. Per fare ciò è necessario seguire i seguenti criteri:

• Precisione: un test è preciso se dà sempre lo stesso risultato ogni volta che viene svolto;
• Accuratezza: un test è accurato se il valore ottenuto è vicino a quello reale (e quindi corretto).

Il sistema dell’analisi per confronto si basa quindi su valori di riferimento e di normalità. Per normalità si intende:

• Normalità statistica: in medicina di laboratorio con questo termine si indica che un dato valore rientra all’interno di una curva gaussiana e non a livello delle sue estremità. La normalità deriva quindi dallo studio e dalla costruzione di gruppi statistici, per i quali vengono create curve gaussiane (per ciascun analita);
• Normalità in senso più generale significa invece assenza di malattia.

Mentre la prima definizione di normalità indica solo una probabilità, la seconda ha una valenza interpretativa.

NB: la distribuzione normale, o distribuzione a campana di Gauss, nella teoria della probabilità, è una distribuzione di probabilità continua che è spesso usata per descrivere variabili casuali a valori reali che tendono a concentrarsi attorno ad un singolo valore medio.

Scelta delle popolazioni

Per scegliere una popolazione sulla quale costruire una gaussiana di riferimento:

• In presenza di un nuovo analita senza criteri di ripartizione noti è necessario analizzare innanzitutto popolazioni di tutti i sessi e di tutte le età per comprendere eventuali differenze (è necessario avere una probabilità statistica accettabile tenendo conto dell’aspetto della curva gaussiana);
• Si prosegue effettuando lo stesso test anche su pazienti malati (ricordando che un buon biomarcatore deve essere presente solo in caso di malattia ma non in caso di normalità);
• La situazione ideale è quella in cui popolazione normale e popolazione malata sono rappresentate mediante due curve gaussiane completamente separate da un valore di cutoff: questo permetterebbe di distribuire il paziente in base all’esito del test senza dubbi in una delle due categorie;
• Nella realtà le due curve non sono separate ma si sovrappongono per un certo tratto dando falsi negativi e falsi positivi, quindi risultati non chiaramente interpretabili;
• Nel caso di falsi negativi/positivi è necessario effettuare analisi statistica e delle popolazioni (ciò da cui derivano in ultima analisi i numeri e le soglie indicate sui referti clinici) per comprendere se sia più opportuno stabilire la presenza della malattia o la sanità.

Referti

Vi sono due possibili tipologie di referto:

• Referto in cui vengono indicati tutti i criteri di ripartizione e i range di valori di normalità per un dato analita da confrontare in base ad età e sesso del paziente;
• Referto in cui i valori vengono indicati già tenendo conto di età e sesso del paziente.

Vi sono anche test che non danno valori numerici ma solo l’esito, ovvero i test si-no come quello di gravidanza, per il Covid, per abuso di sostanze o i test genetici.

Livello decisionale e livello critico

Con livello decisionale si intende la situazione in cui il risultato di un esame di laboratorio può essere associato ad una specifica decisione e comportamento clinico, intervenendo in diversi modi mediante trattamento clinico del paziente, oppure proseguendo con ulteriori analisi diagnostiche.

Con valore critico o valore d’allarme si indica invece quella situazione in cui per un analita viene registrato un valore critico per il quale il personale di laboratorio deve immediatamente darne comunicazione a chi ha richiesto il test. Tra i valori critici più importanti vi sono:

• Test INR: test che permette di sapere se l’anticoagulante somministrato ad un soggetto a rischio trombosi ha effettivamente effetto;
• Test sugli elettroliti (Na, K, Ca): si tratta di elementi importanti per il cuore un cui valore critico potrebbe indurre rischio cardiaco;
• Valore del glucosio: pericoloso sotto i 40 e sopra i 300 (mg/dL);
• Valore dell’emoglobina: pericoloso sotto i 7 g/dL in quanto non vi è sufficiente scambio a livello respiratorio;
• Valore dei leucociti (globuli bianchi): normalità tra 2 000 e 30 000 per uL (media di 7 000); sotto i 2 000 si è in immunodeficit, sopra i 70 000 si sospetta leucemia;
• Valore delle piastrine: pericoloso sotto le 70 000 per uL in quanto il paziente rischia di essere incapace di coagulare.

NB: va sempre comunque tenuta in considerazione la situazione del paziente; per esempio un livello di leucociti elevato potrebbe essere dovuto ad un'infezione piuttosto che alla leucemia.